汽车空调采暖系统的工作原理及类型

学习目标

1.了解汽车空调取暖系统的作用和种类。

2.掌握空调取暖系统的构成和工作原理。

3.了解取暖系统工作不正常的原因，掌握其检修方法。

4.学会拆卸和安装加热器芯。

基础知识

一、空调采暖系统的作用

汽车的空调系统除了有制冷功能，还具有制热取暖的功能。汽车空调采暖系统是将车外新鲜空气引入热交换器，吸收其中某种热源的热量，从而提高空气的温度，并将热空气送入车内的装置。汽车空调采暖系统的主要作用如下：

1）与蒸发器一起共同将空气调节到使人感到舒适的温度。

2）在寒冷的冬季向车内提供纯暖气，提高车内空气的温度。

3）当车窗玻璃结雾或结霜，影响驾驶人和乘客的视线，不利于行车安全时，可通过采暖装置吹出热风来除雾或除霜。

二、采暖系统的种类

汽车空调采暖系统的种类很多，按所使用的热源可分为余热式采暖系统和独立式采暖系统。余热式采暖系统分为水暖式和气暖式两种，主要是利用发动机冷却液循环的余热或发动机排气的余热作为热源，并引入热交换器，由风机将车内或车外空气吹过热交换器而使之升温。余热式采暖系统设备简单，使用安全，运行经济。但其缺点是热量较少，受汽车运行工况的影响，发动机不运行时，没有热气供应。目前轿车上主要采用水暖式采暖系统和辅助加热装置，大型车辆上主要采用燃气取暖系统。

1.水暖式采暖系统

水暖式采暖系统是以水冷式发动机冷却系统中的冷却液为热源，将冷却液引入车室内的热交换器（加热器芯）中，同时鼓风机将车室内的循环空气或外部空气吹向加热器，冷空气与加热器中的冷却液进行热交换，变成热空气后被导入车室，调控车室内的温度。如图7-1所示，水暖式采暖系统主要由加热器芯、热水调节阀、鼓风机、控制面板等组成。

图7-1 水暖式采暖系统组成示意图

（1）加热器芯 如图7-2所示，加热器芯由水管和散热器片组成。发动机的冷却液进入加热器的水道，通过成折叠状的散热器片散热后，再返回发动机的冷却系统。

图7-2 加热器芯的外观及结构

（2）热水阀 热水阀通常装在加热器入水管的前面，用来控制进入加热器芯的水量，进而调节暖风系统的加热量。调节时，可通过控制面板上的温度调节杆或旋钮进行控制，其结构如图7-3所示。

图7-3 拉绳控制式热水阀

有的车型则没有热水阀，在这样的车型中，发动机冷却液是恒量地流过加热器芯的。

（3）鼓风机 如图7-4所示，鼓风机由可调节速度的直流电动机和鼠笼式风扇组成，其作用是将空气吹向加热器芯，使空气与加热器芯中的冷却液进行热交换，冷风经加热后送入车室内。调节电动机的转速，就可以调节空调系统对车厢内的送风量。

图7-4 鼓风机的外观及结构

特别提示：风扇的结构形式分为轴流式和离心式，鼠笼式风扇属于离心式风扇，其特点是尺寸较小，电动机的转速也可以较低。发动机的电动风扇属于轴流式风扇，是比较常见的风扇。

2.水暖式采暖系统调节温度的方式

温度的调节方式有两种，一种是空气混合型，另一种是水流调节型。

（1）空气混合型 如图7-5所示，这种类型的暖风系统在暖风的气道中安装空气混合调节风门，这个风门可以控制通过加热器芯的空气和不通过加热器芯的空气的比例，实现温度的调节。目前绝大多数汽车均采用这种方式。

图7-5 空气混合型暖风系统

（2）水流调节型 如图7-6所示，这类暖风系统采用前述的水阀调节流经加热器芯的热水量，改变加热器芯本身的温度，进而调节空调出风温度。

图7-6 水流量调节型暖风系统

3.辅助加热装置

在某些汽车中，暖风装置通过一个电辅助加热装置（图7-7）来获得额外的热量。经过消耗优化的发动机在低车外温度冷起动时，冷却液的散热不足以通过常规的加热器芯给车内供暖。为此，在空调器中安装了PTC元件。它将进入车内的空气通过车载电网中的电能加热，这样在冷起动后马上就有热能提供以便供暖。它们将热量传递到辅助加热器的波纹件上，以便将进入到车内的空气加热。

图7-7 电辅助加热装置

4.燃气取暖系统

在大、中型客车上，仅靠发动机冷却液的余热取暖是远远满足不了要求的，为此，在大客车中常采用燃气取暖系统。燃气取暖系统的结构如图7-8所示，燃油和空气在燃烧室中混合燃烧，加热发动机的冷却液，加热后的冷却液进入加热器芯向外散热，降温后返回发动机再进行循环。

图7-8 燃气取暖系统结构示意图

由于热水加热式暖风系统具有舒适性高、取暖效果理想、灰尘少等特点，被一般的大中型客车、旅行车和严寒地区的汽车所采用。

5.驻车加热系统

这种独立热源水暖式暖风系统在高级轿车（如奥迪）上称为驻车加热系统。该系统在不依赖发动机的情况下给车内升温或通风，也可以用来预热发动机，冷起动时有利于保护发动机。工作时间可设定在15～60min。但如果燃油油位已经降到备用区，则会自动切断驻车加热的燃油。如果蓄电池的电力不足，则驻车加热和驻车通风系统会自动关闭。

如图7-9所示，驻车加热的制热系统是一套完全独立的系统，有其单独的油路、气路及排气装置。具体结构是由汽油（或柴油）箱单独引出一根油管接到一个外置油泵上，此油泵就装在汽油滤芯下面，由单独的电路进行控制。油管安装在发动机舱内左侧的转向助力储液罐下面。一旦油气混合燃烧后，产生的热量使水变热并循环，最后通过空调系统传至驾驶室。(www.xing528.com)

使用该系统时，空调的出风口必须是打开的。驻车加热系统与空调器协调工作，而与发动机无直接关系，因为其热源来自燃烧的汽油。驻车加热系统可以关闭发动机后使用，也可以在行车期间作为辅助加热使用。

图7-9 驻车加热系统结构示意图

实际操作

一、暖风系统不正常的原因及检修

车辆暖风系统无法送出暖风或送风不热主要分为两方面的原因：一是发动机冷却系统造成的，一是暖风的控制机构工作不良导致的。在维修时，先要判定是哪种原因引起的，再进行相应的维修。判别的方法很简单，看一下加热器芯的两个进水管温度，如果两根管都够热，说明是风量控制机构问题。反之，如果两根水管温度低，或者是一根热一根冷，说明是冷却系统问题。

冷却系统可能出现的问题有：

1）节温器常开或节温器开启过早，使冷却系统过早地进行大循环，而外部气温很低，特别是车跑起来时，冷风很快把防冻液冷却，温度上不来，暖风也不会热。

2）水泵叶轮破损或转速低，使流经加热器芯的流量不够，热量不达标。

3）发动机冷却系统有气阻，气阻导致冷却系统循环不良，造成冷却液温度高，暖风不热。如果冷却系统总有气，很可能是气缸垫有破损向冷却系统窜气所致。如果加热器芯的进水管很热，而出水管较冷，这种情况应是加热器芯有堵塞，应更换加热器芯。

汽车的暖风是利用鼓风机把加热器芯的热量吹入到驾驶室的，如果风量不够或冷热风分配不好，使加热器芯的热量散发不出来，也会造成暖风的温度上不来。这时先要检查空调滤清器是否脏污堵塞，进行清理，必要时要及时更换。再检查鼓风机的各档位运转情况，每个档位都要达到足够的转速。如果旋钮调整到暖风位置，风量够大，风向也正常，吹出来的是冷风，应检查暖风箱冷热风的控制翻板拉索是否脱落，暖风叶轮是否损坏，翻板是否脱落等，排除故障后暖风就会热起来。

二、加热器芯有更换

更换空调取暖系统的加热器芯时，需要先拆下空调暖风单元总成，具体步骤如下：

1）使用制冷剂回收/加注机回收冷冻机油。

2）断开蓄电池的负极端子。

3）从蒸发器芯断开吸液和储液器管路。

4）发动机冷机时，将发动机冷却液从散热器中排出。

5）如图7-10所示，滑回软管卡夹A，然后将加热器进口软管B和加热器出口软管C从加热器芯上断开。注意软管布局，软管断开时，发动机冷却液流出；将冷却液排到一个干净的集油盘中。确保不要让冷却液溅到电子零部件或油漆表面上。如果有冷却液溅到上面，应立即冲洗掉。

图7-10 断开加热器冷却液进出口软管

6）拆下仪表板总成。

7）从鼓风机电阻、蒸发器温度传感器和鼓风机电动机上断开插接器。拆下安装螺栓、安装螺母和鼓风机-加热器单元A，如图7-11所示。

图7-11 拆下鼓风机-加热器单元

8）如图7-12所示，从卡扣A上拆下插接器。

9）拆下自攻螺钉B，然后从加热器单元D上拆下鼓风机单元C。

图7-12 拆下鼓风机单元

10）如图7-13所示，拆下自攻螺钉和管盖A。拆下自攻螺钉和管卡夹B，然后小心地拉出加热器芯C以免弯曲进液管和出液管。

11）按照与拆卸相反的顺序安装加热器芯。

12）按照与拆卸相反的顺序安装空调暖风单元，并注意以下事项：

①不要互换加热器进口和出口软管，并牢固安装软管卡夹。

②调节空气混合控制拉索、模式控制拉索和内循环控制拉索。

③给冷却系统重新加注发动机冷却液。

④确保没有冷却液泄漏。

⑤确保制冷系统没有空气泄漏。

⑥给系统加注制冷剂。

13）重新连接蓄电池负极端子。

图7-13 取下加热器芯

你学会了吗？

1.空调暖风系统起什么作用，可分为哪些类型？

2.什么是水暖式采暖系统？它由哪些部件组成？

3.辅助加热装置起什么作用？

4.什么是燃气取暖系统？它是如何工作的？

5.暖风系统不正常的原因有哪些，怎样检修？

6.拆卸加热器芯时，应先拆卸哪些总成部件？